Obtención y caracterización de materiales adsorbentes a partir de cascarilla de arroz

Palabras clave: cenizas, activación química, adsorción, azul de metileno, cascarilla de arroz

Resumen

La utilización de residuos agroindustriales para la producción de materiales con cualidades específicas es de importancia para solucionar algunos problemas ambientales. La cascarilla de arroz, un desecho agrícola abundante en Colombia, podría ser utilizada como un adsorbente de bajo costo para moléculas como colorantes o metales pesados ​​presentes en las corrientes de efluentes. Este trabajo de investigación presenta la obtención y caracterización de materiales adsorbentes a partir de cascarilla de arroz, producidos mediante activación química con ácido fosfórico. Las propiedades físico-químicas de los materiales fueron evaluadas por medio de diferentes técnicas de caracterización que incluyeron análisis próximo, determinación del número de yodo, adsorción de azul de metileno, adsorción-desorción de nitrógeno, análisis de los grupos funcionales presentes en la superficie del adsorbente a través de la espectroscopia de infrarrojo (ftir), así como un análisis de la morfología de las cenizas mediante microscopia electrónica de barrido (sem). Los resultados indican que las cenizas producidas tienen un área superficial aproximada de 320 m2/g, la cual disminuye directamente dependiendo de la cantidad de ácido usado en la activación. Los tamaños de poro de las muestras trabajadas oscilan entre 4 y 12 nm, lo cual indica que se obtuvieron sólidos mesoporosos. Respecto a la capacidad de adsorción, los resultados muestran que el proceso de producción de las cenizas activadas a partir de cascarilla de arroz como materiales adsorbentes es viable, mostrando así una nueva oportunidad de aprovechamiento para los materiales considerados como desechos agrícolas.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Biografía del autor/a

Andrea Carolina Rodríguez, Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Colombia

Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería  de la Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Colombia

Ana María Campos Rosario, Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Colombia

Química y Doctora en Ciencias Químicas de la de la Universidad Nacional de Colombia. Profesora del Departamento de Ciencias Básicas y Modelado de la Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería de la Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Colombia

Alejandro Pérez Flores, Pontificia Universidad Javeriana, Colombia

Integrante del Grupo de Investigación Fitoquímica Universidad Javeriana (GIFUJ) , línea de investigación en tecnología ambiental y de materiales. Profesor del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias de la Pontificia Universidad Javeriana, Colombia.

Citas

Areiza-Segura, A. M. (2012). Diagnóstico del mercado del arroz en Colombia (2000-2012). Bogotá. Superintendencia de Industria y Comercio. Colombia

ASTM D4607-94. (2006). Standard Test Method for Determination of Iodine Number of Activated Carbon. ASTM International.

ASTM D3172. (2013). Standard Practice for Proximate Analysis of Coal and Coke. ASTM International.

Barret, E. P., & Joyner, L. G. (1951). The Determination of Pore Volume and Area Distributions. J. Am. Chem. Soc. 73(1), 373-380, doi: https://doi.org/10.1021/ja01145a126

Benadjemia, M., Millière, L., Reinert, L., Benderdouche, N., & Duclaux, L. (2011). Preparation, characterization and Methylene Blue adsorption of phosphoric acid activated carbons from globe artichoke leaves. Fuel Processing Technology, 92, 1203-1212, doi: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2011.01.014

Carrillo-Quijano, C. C., Albarracín-Caballero, J., & Pereira-Hernández, X. (2013). Producción de carbón activado y sílice a partir de cascarilla de arrozna revisión. Scientia Et Technica, 18(2), 422-429.

Doria-Herrera, G. M., Hormaza-Anaguano, A., & Gallego-Suárez, D. (2013).Caracterización estructural de la cascarilla de arroz modificada como adsorbente alternativo y eficiente para la remoción de Cr (VI) en solución. Revista de Investigación Agraria y Ambiental, 4(1), 22-29, doi: https://doi.org/10.22490/21456453.976

Federación Nacional de Industriales del Arroz (2013). Politica comercial para el arroz. Documento de la ANDI, Cámara Induarroz, Colombia.

Fierro, V., Muñiz, G., Basta, A. H., El-Saied, H., & Celzard, A. (2010). Rice straw as precursor of activated carbons: Activation with ortho-phosphoric acid. Journal of Hazardous Materials, 181, 27-34, doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.04.062

Leofanti, M. (1998). Surface area and pore texture of catalysts. Catalysis Today, 207-219.Graham, D. (1955). Characterization oh physical adsorption systems III. The separate effects of pore size and surface acidity upon the adsorbent capacities of activated carbons. The Journal of Physical Chemistry, 59(8), 896-900, doi: https://doi.org/10.1016/S0920-5861(98)00050-9

Klose, W., Rincón, S., & Gómez, A. (2010). Carbón activado de cuesco de palma. Estudio de termogavimetría y estructura. Alemania: Kassel university .

Martínez-Ángel, J. D., Pineda-Vásquez, T. G., López-Zapata, J. P., & Betancur-Vélez, M. (2010). Fluidized bed rice husk combustion experiments for the production of silica-rich ash. Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia, 51, 97-104.

Martínez-Fierro, M. C. (2012). Preparación y caracterización de carbón activo a partir de lignina para su aplicación en procesos de descontaminación de aguas. Facultad de Ciencias, Universidad Autonoma de Madrid. España.

Menya E., Olupot P., Storz H., Lubwama M., Kiros Y. (2018) Production and performance of activated carbon from rice husk for removal of natural organic matter from water: A review. Chemical engineering Research and Design, 129, 271-296, doi: https://doi.org/10.1016/j.cherd.2017.11.008

Prada, A., & Cortés, C. E. (2010). La descomposición térmica de la cascarilla de arroz: una alternativa de aprovechamiento integral. Revista Orinoquia, 14(Supl. 1), 155-170.

Quinceno-Villada, D., & Mosquera-Gutiérrez, M. Y. (23 de Abril de 2010). Alternativas tecnologícas para el uso de la cascarilla de arroz como combustible. Universidad Autónoma de Occidente, Santiago de Cali, Colombia.

Sarmiento, C., Sánchez, J., García, C., Rincón, Y., Benítez, A., & Ramírez, J. (2004). Preparación de carbón activado mediante la activación química de carbón mineral. Ciencia 12(1), 52-63.

Shamsollahi Z., & Partovinia A. (2019) Recent advances on pollutants removal by rice husk as a bio-based adsorbent: A critical review. Journal of enviromental management, 246, 314-323.

Sierraguila, J. (2009). Alternativas de aprovechamiento de la cascarilla de arroz en Colombia. Universidad de Sucre. Facultad de Ingenería, Sincelejo, Colombia.

Souza-Macedo, J., Bezerra-Costa, N., Almeida, L., Cestari, A., Silva Vieira, E., Gimenez, I., . . . Silva-Barreto, L. (2006). Kinetic and calorimetric study of the adsorption of dyes on mesoporousactivated carbon prepared from coconut coir dust. Journal of Colloid and Interface. Science, 298, 515-522, doi: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2006.01.021

Swamalakshmi, K., Prakash C., Nivetha S., & Athira N. (2018). Use of rice husk ash as an adsorbent to remove contaminants in water and comparison with advanced oxidation process-a study. Materials Today, 5, 24248-24257, doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.10.220

Valverde, A., Sarria L, B., & Monteaguido, J. P. (2007). Análisis comparativo de las características fisicoquímicas de la cascarilla de arroz. Scientia Et Technica, 1(37), 255-260.

Vargas, J., Moreno, J., & Giraldo, L. (2008). Obtención y caracterización de carbones activados a partir de semillas de mucuna sp. Revista Colombiana de Química, 37(1), 67-77.

Yates, M. (2011). Área superficial, textura y distribución porosa. En Técnicas de Análisis y Caracterización de Materiales. Biblioteca de Ciencias-CSIC.

Cómo citar
Rodríguez, A. C., Campos Rosario, A. M., & Pérez Flores, A. (2019). Obtención y caracterización de materiales adsorbentes a partir de cascarilla de arroz. Revista Mutis, 9(1). Recuperado a partir de https://revistas.utadeo.edu.co/index.php/mutis/article/view/1515
Publicado
2019-07-25
Sección
Artículos